Лазерний каверномір

Лазерний каверномір, що містить свердловинний прилад з чутливими елементами, центрувальні елементи, наземну апаратуру, яка містить пристрій оброблення сигналу і каротажний 3 27444 4 деформаціях, ніж оптичне волокно каротажного зв'язком), розташованих уздовж осі каверноміра в кабелю. центральному отворі. Недоліком відомої конструкції є невисока У прототипі наземна апаратура забезпечена експлуатаційна міцність свердловинного приладу і оптичним випромінювачем і фотоелектричним необхідність перерахунку кривизни свердловини в перетворювачем, корпус свердловинного приладу її діаметр на кожному інтервалі вимірювань. виконаний гнучким і на ньому розміщено В основу передбачуваної моделі поставлене центрувальні елементи, що мають подовжні завдання створення лазерного каверноміра, в прорізи, на вході свердловинного приладу якому за рахунок використання ефекту розміщено напівпрозоре дзеркало, а в торці прямолінійного поширення світлового променя, а свердловинного приладу розміщено непрозоре також його здатності перевідбиття від нерівної, дзеркало, каротажний кабель виконаний у вигляді шорсткої поверхні стінки свердловини в трьох оптичних волокон, одне з яких призначене довільному напрямі, виконання каверноміра з для передачі випромінювання від джерела оптично прозорого матеріалу (наприклад, випромінювання до свердловинного приладу, а плексигласу або поліамідних смол) у вигляді два інших призначені для приймання відбитого круглих, оптично прозорих пластин, з'єднаних між випромінювання від непрозорого і напівпрозорого собою непрозорою клеючою речовиною, дзеркал і передачі його на фотоелектричний наділеного двома оптично прозорими поверхнями перетворювач, пов'язаний з блоком оброблення з лазерними випромінювачами, з'єднаними між сигналу. У пристрої, що заявляється, корпус собою вертикальними прорізами, заповненими свердловинного приладу виконаний з оптично непрозорим компаундом, забезпечується прозорого матеріалу (наприклад, плексигласу або технічний результат зниження вартості поліамідних смол) у вигляді кругли х, оптично улаштування каверноміра і трудовитрат під час прозорих пластин, з'єднаних між собою кавернометрії, підвищення надійності пристрою непрозорою клеючею речовиною і забезпечений вимірювання діаметра свердловини. двома оптично прозорими поверхнями з Поставлене завдання вирішується тим, що в лазерними випромінювачами у верхній і нижній лазерному каверномірі, який містить частинах корпусу, з'єднаними між собою свердловинний прилад з чутливими елементами, вертикальними прорізами, заповненими центрувальні елементи, наземну апаратуру, яка непрозорим компаундом, призначеними для містить пристрій оброблення сигналу і каротажний створення системи оптичних світлових каналів, що кабель, згідно з корисною моделлю, корпус спрямовують відбитий від стінки свердловини свердловинного приладу виконаний з оптично лазерний промінь у фотоприймальний пристрій. прозорого матеріалу (наприклад, плексигласу або Таким чином, пристрій, що заявляється, поліамідних смол) у вигляді кругли х, оптично відповідає критерію "новизна". прозорих пластин, з'єднаних між собою На Фіг.1 зображена схема, що пояснює непрозорою клеючою речовиною і забезпечений принцип дії лазерного каверноміра. На Фіг.2 двома оптично прозорими поверхнями з зображений загальний вид пристрою. На Фіг.3 лазерними випромінювачами у верхній і нижній розріз А-А по Фіг.2. частинах корпусу, з'єднаними між собою Лазерний промінь А, спрямований під кутом g вертикальними прорізами, заповненими до осі свердловини, відбивається від стінки непрозорим компаундом, призначеними для свердловини в різні сторони, але для визначення створення системи оптичних світлових каналів, що відстані між стінкою свердловини і каверноміром спрямовують відбитий від стінки свердловини використовується тільки відбитий промінь В, лазерний промінь у фотоприймальний пристрій. перпендикулярний до осі свердловини. При цьому З оптично прозорих поверхонь виходять утворюється трикутник ABC, в якому сторона С лазерні промені (наприклад, по чотири зверху і пропорційна довжині променя В. Вимірюючи знизу), розташовані в горизонтальній площині під відстань С, можна визначити відстань В. У кутом 90° один до одного, а у вертикальній описуваному каверномірі використовуються площині такі, що створюють кут з подовжньою оптичні системи з відношенням сторін В/С=1 віссю каверноміра, який визначає коефіцієнт (верхня) і В/С=2 (нижня), хоча відношення В/С виміру. Промінь світла, потрапляючи у вузьку може бути вибрано будь-яким (див. Фіг.1). грань прозорої пластини, не переходить на сусідні Пропонований пристрій складається з пластини, тобто пластина пропускає промінь циліндрового корпусу гантелеподібної форми 1, світла строго горизонтальної спрямованості в виконаного з оптично прозорого полімерного перпендикулярному напрямі до осі каверноміра і матеріалу (наприклад, плексигласу або його твірниці. Для обмеження спрямованості поліамідних смол), в якому для кріплення до троса світлових променів в горизонтальній площині (по є рим 2, а для передачі інформації зі свердловини азимуту) в корпусі каверноміраміж кожною парою -електричний кабель 3, який з'єднує вимірювальну верхніх і нижніх лазерних променів виконано головку каверноміра з електронним блоком, що вертикальні прорізи, заповнені непрозорим здійснює обчислення й індикацію діаметра компаундом. В результаті виходить система свердловини. Нижня частина корпусу 1 для оптичних світлових каналів, що спрямовують кращого проходження по стволу свердловини відбитий від стінки свердловини лазерний промінь, обважнена і має конусоподібну форму 12. У обох який виходить із світлової плями у широких частинах корпусу 1 є оптично прозорі фотоприймальний пристрій, що складається з поверхні 5 і 9. З них ви ходять, наприклад, вісім чотирьох ПЗЗ-лінійок (приладів із зарядовим лазерних променів 6, 10, 4, 11 - по чотири зверху і 5 27444 знизу, розташованих в горизонтальній площині під кутом 90° один до одного (хрестоподібно), а у вертикальній площині - таких, що утворюють кут з віссю каверноміра, який визначає коефіцієнт виміру В/С. Середня частина корпусу каверноміра є вимірювальною частиною пристрою і набрана з круглих, оптично прозорих пластин 7, з'єднаних між собою непрозорою клеючою речовиною. В результаті промінь світла, потрапляючи у вузьку грань одиничної пластини, не переходить на сусідні, а пластина, таким чином, пропускає промені світла строго горизонтальної спрямованості, тобто перпендикулярно осі каверноміра і його твірниці. Для обмеження спрямованості світлових променів в горизонтальній площині (по азимуту) в корпусі каверноміра між кожною парою верхніх і нижніх лазерних променів 6, 10, 4, 11 виконано, наприклад, вісім вертикальних прорізів 16, заповнених непрозорим компаундом. В результаті виходить система оптичних світлови х каналів, які спрямовують відбитий від стінки свердловини 13 лазерний промінь, що виходить із світлової плями 14, у фотоприймальний пристрій 15 (див. Фіг.3). Лазерний промінь, наприклад 6, потрапляючи на бічну стінку свердловини 13, утворює на ній світлову пляму 14, яка, завдяки нерівній поверхні бічної стінки свердловини 13, перевідбиває елементарні лазерні промені на всі сторони. Ті з них, які перпендикулярні осі каверноміра у вертикальній площині і проходять через його центр в горизонтальній площині, потрапляючи через систему оптичних каналів 8 на ПЗЗфотоприймачі 15 в центральному отворі 17, несуть інформацію про відстань до стінок свердловини по всіх чотирьох взаємно-перпендикулярних напрямах. Після зчитування цієї інформації і передачі її по кабелю 3 на поверхню включаються лазерні промені 10, і цикл вимірювання повторюється. Пропонований пристрій забезпечує зниження трудовитрат і вартості робіт з кавернометрії свердловин, підвищує надійність і межі вимірювання діаметра свердловин за рахунок використання лазерної оптики і можливості вимірювань по чотирьох взаємноперпендикулярних напрямах в свердловині. Почергова комутація лазерних променів різних оптичних систем підвищує достовірність і точність вимірів розмірів і форми каверн. Лазерний каверномір випробувано на геодинамічному полігоні УкрНДМІ НАН України в свердловинах діаметром 32x10-3м. Джерела інформації 1. Гречухин В.В. Геофизические методы исследования угольных скважин. - М.: Недра, 1971. - С.330. 2. Патент РФ №2295033, Е21В47/022. Способ контроля искривления скважины и устройство для его осуществления / Н.В.Маргазова, Ю.В.Андреев. № 2004103679/03, Заявл.09.02.2004, Опубл.10.03.2007, Бюл. №7. 6